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Die Erfindung bezieht sich auf ein oben in der Mitte
montiertes Bremslicht oder Stopplicht für Fahrzeuge und
insbesondere auf eine holographische oben in der Mitte montierte
Stopplichtvorrichtung, welche ein Raumhologramm aufweist,
das mit einer Hintergrundbeleuchtung beleuchtet wird, welche
in dem Fahrzeugrückfenster eingeschlossen ist.
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Gegenwärtige staatliche Vorschriften fordern ein oben in der
Mitte montiertes Stopplicht in Kraftfahrzeugen zusätzlich zu
den üblichen Stopplichtern. Die oben montierten Stopplichter
sollen die Sichtbarkeit der Stopplichter für die
nachfolgenden Fahrer optimieren.
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Oben in der Mitte montierte Stopplichter sind als eine
Standard rot sendende linsenförmige Linse und eine leuchtende
Glühlampe ausgeführt worden, welche in einem Gehäuse
eingeschlossen ist, das üblicher Weise naheliegend der Spitze
oder dem Boden eines Fahrzeugrückfensters (auch als ein
Fahrzeugrücklicht bezeichnet) angebracht ist. Das große
Gehäuse, welches eine gestreute Stopplichtbeleuchtung von
hinten innerhalb des Fahrers rückwärtigein Sichtfeld verhindern
soll, beschränkt teilweise die rückwärtige Einsehbarkeit,
führt zu Begrenzungen im Design und ist im allgemeinen
unattraktiv. Obwohl das große Gehäuse verhindert, daß gestreute
Stopplichtbeleuchtung in das Fahrzeug eintritt, ist es nicht
vollständig effektiv, insbesondere wenn das Rücklicht
schmutzig ist oder mit Feuchtigkeit oder Schnee bedeckt ist.
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Um die Sichteinschränkung der oben in der Mitte montierten
Lampen- und Linsenstopplichter zu vermeiden, sind
holographische Stopplichtsysteme entwickelt worden, wobei die
Hologramme an dem Fahrzeugrücklicht montiert sind und für eine
Stopplichtbeleuchtung sorgen, wenn sie mit einer
Hintergrundbeleuchtung
beleuchtet werden. Die Hologramme sind im
wesentlichen transparent in dem rückwärtigen Sichtfeld des
Fahrers und die Hintergrundbeleuchtungsquelle ist außerhalb
eines solchen Sichtfeldes, was die Einschränkungen durch die
Lampen und Linsentypstopplichtvorrichtungen vermeidet.
Beispiele für oben in der Mitte montierte holographische
Stopplichtsysteme sind in der US-A-4892369, eingereicht am 7.
Januar 1978 und in der US-A-4916593, eingereicht am 4. Januar
1989, offenbart.
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Bei bekannten holographischen Stopplichtsystemen, welche
eine projektierte Hintergrundbeleuchtung benutzen, ist in
Betracht zu ziehen, daß eine mögliche Blockade durch
Gegenstände, welche hinten im Wagen angeordnet sind, auftreten
kann, sowie die Möglichkeit von unerwünschten Reflexionen
aus dem Rückfenster und unerwünschte Hitze von der
Lichtquelle auftreten kann. Weiter in Betracht zu ziehen bei
einem holographischen Stopplichtsystem, welches eine
projektierte Hintergrundbeleuchtung benutzt, ist das
umgebungsmäßige Einschalten, einschließlich des Einschaltens, welches
Licht in des Fahrzeugfahrers rückwärtiges Sichtfeld streut.
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Das bekannte holographische Stopplichtsystem koppelt
Hintergrundbeleuchtung durch die Kante des Hologramms,
beispielsweise durch eine optische Faserverbindung, wie in dem U.S.
Patent 4,892,369, erteilt am 9. Jauar 1990, offenbart. Ein
Grund für ein kantengekoppeltes System ist die Effizienz des
Hologramms und die Verwendung einer stark gebündelten, sehr
engen Bandbreitenhintergrundbeleuchtung könnte mittels eines
Lasers oder sehr heller Hintergrundbeleuchtung geliefert
werden.
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Ein holographisches Stopplicht mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist durch die WO-A-8805002 bekannt.
Hierbei gelangt die Hintergrundbeleuchtung über eine
optische Faserkopplung zu dem Hologramm.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein
verbessertes holographisches Stopplicht zu schaffen, welches
kompakter ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein holographisches Stopplicht mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Hierbei stellen dar:
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Fig. 1 einen schematischen Seitenquerschnitt, welcher ein
holographisches Stopplichtsystem mit einem
eingeschlossenen Strahl gemäß der Erfindung zeigt,
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Fig. 2 einen schematischen Seitenquerschnitt, welcher den
Betrieb des holographischen Stopplichtsystems mit
eingeschlossenem Strahl nach Fig. 1 mit einem
Transmissionsvolumenhologramm zeigt,
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Fig. 3 einen schematischer Seitenguerschnitt nach Fig. 1
mit einem Reflexionsvolumenhologramm,
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Fig. 4 ein Beispiel einer Hintergrundbeleuchtungsquelle
für das holographische Stopplichtsystem mit dem
eingeschlossenen Strahl nach Fig. 1 mit einer
Anordnung von Glühlampen,
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Fig. 5 ein Beispiel einer Hintergrundbeleuchtungsquelle
für das holographische stopplichtsystem mit
eingeschlossenem Strahl nach Fig. 1 mit einer langen
dünnen Glühröhre,
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Fig. 6 ein Beispiel einer Hintergrundbeleuchtungsquelle
für das holographische Stopplichtsystem mit
eingeschlossenem Strahl nach Fig. 1 mit einer Glühlampe
und optischen Fasern zum Verteilen des Lichtes
entlang einer dünnen Linie,
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Fig. 7 ein holographisches Stopplichtsystem mit
eingeschlossenem Strahl gemäß der Erfindung, wobei der
eingeschlossene Hintergrundstrahl durch das
Volumenhologramm mehrere Male hindurchgeht,
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Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
holographischen Stopplichtsystems mit eingeschlossenem
Strahl gemäß der Erfindung, wobei eine
Beleuchtungsquelle oberhalb des Fahrzeugrückfensters und
optische Führungsmittel zum Koppeln der
Beleuchtungsquelle mit einem Kopplungsprisma verwendet
werden, welches die Beleuchtung in ein Substrat
koppelt, das ein Stopplichthologramm trägt,
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Fig. 9 ein Belichtungsaufbau zum Aufzeichnen eines
Hologramms für das offenbarte holographische
Stopplichtsystem mit eingeschlossenem Strahl,
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Fig. 10 ein weiterer Belichtungsaufbau zum Aufzeichnen
eines Hologramms für das holographische
Stopplichtsystem mit eingeschlossenem Strahl und
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Fig. 11 ein Belichtungsaufbau zum Aufzeichnen eines
Reflexionsregenbogenhologramms für das offenbarte
holographische Stopplichtsystem mit eingeschlossenem
Strahl.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den einzelnen
Figuren der Bezeichnung sind ähnliche Elemente mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Seitenquerschnitt eines
holographischen Stopplichtsystems mit eingeschlossenem Strahl,
welches eine Hologrammstruktur 111 aufweist, die an der
innenseitigen Oberfläche des Rückfensters 113 eines Fahrzeugs
gesichert ist. Die Hologrammstruktur 111, welche ein
Transmissionshologramm
oder ein Refelxionshologramm aufweisen
kann, erzeugt eine Stopplichbeleuchtung als Antwort auf eine
Hintergrundbeleuchtung PB, welche zu der Hologrammstruktur
111 über im wesentlichen totale innere Reflexionen innerhalb
des Rückfensters 113 fortschreitet.
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Die Hintergrundbeleuchtung wird durch eine Lichtquelle 115
und einen Filter 116 geliefert, welcher für den geeigneten
Wellenlängenbereich sorgt. Die Lichtquelle 115 ist mit dem
Bremslichtbetätigungsschaltkreis des Fahrzeuges verbunden,
so daß sie aktiviert wird, wenn das Bremspedal gedrückt
wird. Der Filter 116 kann ein Hochpaßfilter oder ein
Schmalbandfilter sein, abhängig von den Erfordernissen für die
Stopplichtbildschärfe, welcher in Verbindung mit der
Lichtquelle 115 die geeignete beleuchtungsmäßige
Intensitätsspektralbandbreite liefert und die staatlichen Erfordernisse für
ein Stopplicht zu erfüllen.
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Bei einem Hologramm, wo das Hologrammbild in die
Hologrammebene fokussiert wird, würde ein Hochpaßfilter mit einer
cutoff Wellenlänge von etwa 600 Nanometer (nm) ein Bild
produzieren, das als rot erscheinen wird, mit der
Peakbeleuchtungsintensität irgendwo zwischen etwa 600 nm und 620 nm.
Bei Hologrammen, wo das Hologrammbild von der Hologrammebene
wegfokussiert ist und eine gewisse Bildschärfeerfordernis
besteht, kann die beleuchtungsmäßige spektrale Bandbreite
unter dieses reduziert werden, was bedeutet, daß ein
Hochpaßfilter und ein Schmalbandpaßfilter verwendet werden
könnte.
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Der Ausgang des Filters 116 ist mit dem unteren Teil des
Rückfensters 113 mittels eines Prismas 117 gekoppelt,
welches seitlich koextensiv (das heißt in der horizontalen
Richtung wie in einem Fahrzeug orientiert) mit der
Hologrammstruktur 111 ist. Beispiele der Lichtquelle 115 wie
schematisch in Fig. 1 als eine Glühlampe und eine
fokussierende Linse gezeigt, werden nachfolgend diskutiert.
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Der Winkel des Hintergrundstrahls, wenn er in das
Rückfenster tritt, die Breite W des Hintergrundstrahls welcher in
das Rückfenster gekoppelt ist, und die Höhe H des Prismas
sind in geeigneter Beziehung zu der Dicke T des Rückfensters
ausgewählt, so daß das innen reflektierte Licht nicht auf
die Prisma/Fensterzwischenfläche einfällt. Da in dem
Stopplicht nach Fig. 1, wo der ganze Strahl verwendet wird, um
die ganze Oberfläche der Hologrammstruktur 111 zu
beleuchten, definieren die vorhergehenden Parameter auch den Ort
der Hologrammstruktur sowie ihre maximale vertikale Größe.
Insbesondere kann die Hologrammstruktur in einer Entfernung
D von der Oberkante des Prismas 117 angeordnet werden:
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D = m x S (Gleichung 1)
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wobei m eine ganze Zahl ist und S die Entfernung zwischen
(a) dem Eintrittspunkt eines Strahls in das Rückfenster und
(b) dem Punkt ist, wo der Strahl zuerst die
Eintrittsoberfläche nach einer ersten inneren Reflexion streift; das
heißt die Entfernung vom Eintrittspunkt zu dem Punkt der
zweiten inneren Reflexion. Die Entfernung S kann wie folgt
ausgedrückt werden:
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S = (2T)/(tan θ) (Gleichung 2)
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Wobei T die Dicke des Rückfensters und θ der spitze Winkel
zwischen dem Strahl, der in das Rückfenster eintritt, und
der Eintrittsoberfläche des Rückfensters ist.
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Die maximale vertikale Größe für das Hologramm würde S sein,
wenn das ganze Hologramm durch den ganzen innen
reflektierten Hintergrundstrahl beleuchtet wird.
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Da das Beispiel nach Fig. 1 zeigt, daß die
Hintergrundbeleuchtung in den unteren Teil des Fahrzeugrückfensters
gekoppelt wird, sollte erwähnt werden, daß die
Hintergrundbeleuchtung alternativ an den oberen Teil des Rückfensters
gekoppelt werden kann, wobei die Lichtquelle oberhalb des
Rückfensters ist, wie nachstehend beschrieben.
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Fig. 2 zeigt eine detaillierte Ansicht eines Beispiels des
Hologramms 111, welches als ein
Transmissionsvolumenhologramm 51 ausgebildet ist, das mit einem Trägersubstrat 53
laminiert ist. Die Laminarstruktur ist an der innenseitigen
Oberfläche des Rückfensters 13 mit dem
Transmissionshologramm gegen die Fensteroberfläche gesichert. Bei Betrieb ist
die Hintergrundbeleuchtung, welche auf das Hologramm 51
mittels innerer Reflexion in dem Rückfenster einfällt, nicht in
einem geeigneten Winkel für Beugung und geht deshalb durch
das Substrat 53 durch. Die Hintergrundbeleuchtung, welche
das Substrat 53 erreicht, ist total innen reflektiert an der
innenseitigen Luft/Substratzwischenschicht, und fällt auf
das Hologramm 51 in einem Winkel ein, welcher für Beugung
geeignet ist, was zu einer Stopplichtbeleuchtung führt.
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Fig. 3 zeigt eine detaillierte Ansicht eines Beispiels des
Hologramms 111, welches als ein Reflexionsvolumenhologramm
61 ausgebildet ist, das mit einem Trägersubstrat 63
laminiert ist. Die Laminarstruktur ist an der innenseitigen
Oberfläche des Rückfensters 13 mit dem Reflexionshologramm
gegen die Fensteroberfläche gesichert. Bei Betrieb fällt die
Hintergrundbeleuchtung auf das Reflexionshologramm in einem
geeigneten Winkel für Beugung ein, was zur
Stopplichtbeleuchtung führt.
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Die geeigneten Merkmale der Lichtquelle 115 basieren auf den
Hintergrundmerkmalen des Volumenhologramms 111. Insbesondere
wenn die Hintergrundbeleuchtung mittels innerer Reflexion
fortschreitet, ist der Winkel zwischen der einfallenden und
der gestreuten Beleuchtung des Hologramms notwendigerweise
groß. Wie für Volumenhologramme bekannt ist, nehmen die
Winkelbandbreiten ab, wenn der Winkel zwischen der einfallenden
Beleuchtung und der gestreuten Beleuchtung zunimmt. Als
Ergebnis hiervon wird das Hologramm mit relativ großer
Effizienz nur für einen sehr engen Bereich der einfallenden Winkel
innerhalb der Einfallsebene ablenken, welcher durch die
Normale zu der Hologrammstruktur 111 und der zentralen Achse
des Konstruktionsreferenzstrahls definiert ist.
Beispielsweise kann eine solche Einfallsebene parallel zu der Ebene
von Fig. 1 gewählt werden.
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Hinsichtlich Effizienz ist es wünschenswert, das die
Hintergrundbeleuchtung, welche auf das Hologramm 111 einfällt, gut
parallel gebündelt zu der Einfallsebene ist. Da die
Hologrammablenkungseffizienz viel weniger sensitiv auf
Änderungen im einfallenden Winkel in der Richtung senkrecht zu der
Ein-fallsebene ist, kann die Hintergrundbeleuchtung, welche
auf das Hologramm einfällt, in dieser Richtung relativ
ungebündelt sein und wird trotzdem stark durch das Hologramm
gebeugt. Keine Bündelung in Richtung senkrecht zu der
Einfallsebene führt zu einer Unschärfe des abgelenkten Strahls
in der horizontalen Richtung, was minimale unerwünschte
Effekte für das Sichtfeld für ein Stopplicht hat.
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Fig. 4 zeigt eine Lichtquelle 115A, welche für eine
Hintergrundbeleuchtung sorgt, die im wesentlichen parallel
gebündelt zu der Einfallsebene für die Hologrammstruktur 111 ist.
Insbesondere weist die Lichtquelle 115A eine Reihe von
Glühlampen 211 auf, welche entsprechende Glühdrähte haben, die
lang und sehr dünn sind, wobei die Längsausdehnung der
Glühdrähte im wesentlichen parallel zu der unteren Kanten des
Rückfensterteils ist, welcher den Lampen am nächsten ist.
Die Beleuchtung von der Reihe der Glühlampen 211 wird durch
eine geeignete Linsenstruktur 213 fokussiert, wie
beispielsweise eine fliegenaugensphärische Linsenanordnung, welche so
ausgebildet ist, daß für jede Lampe eine sphärische Linse
vorgesehen ist. Alternativ kann die Linsenstruktur 213 eine
zylindrische Linse aufweisen, welche auf einer zylindrischen
Linsenanordnung laminiert ist, wobei deren Linsen um 90º
relativ zu der zylindrischen Linse gedreht sind. Die
Beleuchtung, welche durch die Linsenstruktur 213 geliefert wird,
wird durch einen Filter 216 mit Kennlinien, wie vorstehend
bezüglich des Filters 116 der Struktur nach Fig. 1
beschrieben, gefiltert.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Lichtquelle 115B, welche eine
Hintergrundbeleuchtung liefert, welche im wesentlichen parallel
gebündelt zu der Einfallsebene für das Hologramm 111 ist.
Die Lichtquelle 115B weist eine sich längs erstreckende
dünne Glühröhre 311 auf, welche im wesentlichen parallel zu
der unteren Kante des Rückfensterteils ist, das dieser am
nächsten ist. Die Beleuchtung von der Reihe der Glühröhren
311 wird durch eine geeignete Linse 313, beispielsweise eine
zylindrische Linse, fokussiert. Die Beleuchtung, welche
durch die Linse 313 geliefert wird, wird durch ein Filter
316, mit Kennlinien wie vorstehend relativ zu dem Filter 116
der Struktur nach Fig. 1 beschrieben, gefiltert.
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Fig. 6 zeigt eine andere Lichtquelle 115C, die für eine
Hintergrundbeleuchtung sorgt, welche im wesentlichen parallel
zu der Einfallsebene für das Hologramm 111 gebündelt ist.
Die Lichtquelle 115C weist eine Glühlampe 411 und eine Linse
413 auf, um die Beleuchtung von der Glühlampe 411 in ein
optisches Faserbündel 415 zu fokussieren, dessen Faser in
einem Gehäuse 417 angeordnet sind, um für einen langen und
engen Ausgangsabschnitt 419 zu sorgen. Die
Ausgangsbeleuchtung des optischen Faserausgangsabschnitts 419 wird durch
eine geeignete Linse 421, zum Beispiel eine
fliegenaugensphärische Linsenanordnung, eine zylindrische Linse oder
eine zylindrische Linse, welche auf einer zylindrischen
Linsenanordnung wie vorstehend beschrieben laminiert ist,
fokussiert. Die Beleuchtung, welche durch die Linse 413
geliefert wird, wird durch ein Filter 415 mit Kennlinien, wie
vorstehend relativ zu dem Filter 116 der Struktur nach Fig.
1 beschrieben, gefiltert.
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Die Verwendung eines Eingabekopplungsprismas erlaubt größere
Flexibilität bezüglich des Designs, einen breiteren Strahl
und eine effizientere Kopplung der Hintergrundbeleuchtung
verglichen mit der Kantenkopplung. Insbesondere erfordert
die Kantenkopplung einen sehr engen Strahl und würde keine
relativ kleinen (relativ zur Normalen) Strahlwinkel
gestatten.
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Es wird festegestellt, daß das Kopplen der
Hintergrundbeleuchtung in das Rückfenster bei einem relativ großen
Einfallswinkel relativ zur normalen (das heißt größer als 61º)
den Vorteil hat, daß die totale innere Reflexion auch in der
Gegenwart von Wasser oder Eis auf dem Rückfenster aufrecht
erhalten wird. Die Aufrechterhaltung der totalen inneren
Reflexion in Gegenwart von Staub oder Dreck kann auch erreicht
werden, indem eine pyrolytische Siliziumdioxidschicht auf
die außenseitige Oberfläche des Rückfenster angebracht wird,
zusammen mit der Verwendung eines Strahlwinkels von etwa 73º
oder größer.
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Fig. 7 zeigt ein holographisches Stopplicht mit einem
eingeschlossenen Strahl, wobei das Hologramm durch mehrfache
Reflexionen des Hintergrundstrahls erleuchtet wird. Mit
anderen Worten, das Hologramm wird in horizontalen Streifen
beleuchtet, wobei jeder Streifen einer entsprechenden inneren
Reflexion entspricht. Da die mehrfache Pingponganordnung
nach Fig. 7 auf die Hintergrundbeleuchtung zurückzuführen
ist, welcher nicht bei einem ersten Durchgang an dem
Hologramm gebeugt wird, was auf ein Hologrammineffizienz
zurückzuführen ist, ist die Hintergrundbeleuchtung effektiver
ausgenutzt.
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Der Winkel des Hintergrundstrahls, wenn er in das
Rückfenster eintritt, die Breite des Hintergrundstrahls W und die
Höhe H des Prismas werden geeignet in bezug auf die Dicke T
des Rückfensters gewählt, so daß das innen reflektierte
Licht nicht auf die Prisma/Fensterzwischenfläche einfällt,
so daß die Beleuchtungsstreifen auf dem Hologramm
vernünftigerweise benachbart sind und sich nicht notwendigerweise
überlappen. Für die mehrfache Reflexionsbeleuchtung der
Hologrammstruktur 111 könnte die Hologrammstruktur 111 in
irgendeiner Enfernung D angeordnet werden, welche durch die
Gleichung 1 definiert ist, die vorstehend in bezug auf ein
Einzeldurchgangsbeleuchtungssystem diskutiert wurde, und
kann eine senkrechte Größe haben, welche ein ganzzahliges
Vielfaches der Entfernung S ist, wie ebenfalls vorstehend in
bezug auf die Gleichung 2 beschrieben. In der Praxis können
die vorstehenden Erfordernisse etwas lockerer gehandhabt
werden, da die Drähte der verwendeten Lichtquellen keine
reinen Punktquellen sind und deshalb eine vollständig
gebündelte Beleuchtung nicht gewährleistet ist.
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Fig. 8 zeigt einen Seitenquerschnitt eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung, welche eine
Overheadbeleuchtungsquelle verwendet, das heißt, eine Beleuchtungsquelle,
welche über dem Rückfenster des Fahrzeugs angeordnet ist.
Die Ausgabe der Halogenlampe 511 wird durch einen
para-elliptischen Reflektor 513 auf einen Kaltspiegel 515
reflektiert, welcher an der Oberseite eines Glaskeilsubstrates 517
angeordnet ist. Eine hitzereflektierende Metallbeschichtung
519 ist auf der Unterseite des Glaskeilsubstrates
angeordnet, welche angewinkelt ist, um Wärme auf eine Wärmesenke
521 zu reflektieren.
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Der para-elliptische Reflektor 513 und der kalte Spiegel 515
sind so ausgebildet, daß die Beleuchtung, welche durch den
kalten Spiegel 515 reflektiert wird, auf einen Linienfokus
an dem Eingang des ersten Acryllichtleiters 523 konvergiert.
Am Eingang des Lichtleiters 523 sollte die Breite der
Beleuchtung senkrecht zu der Ebene der Figur wenigstens so
breit sein wie das Stopplichthologramm 111, und der
Lichtleiter 523 ist entsprechend dimensioniert. Das Licht,
welches aus dem ersten Lichtleiter 523 austritt, wird auf den
Eingang eines zweiten Acryllichtleiters 524 gelenkt.
Insbesondere
sind die Eingangsoberfläche des ersten Lichtleiters
und die Eingangsoberfläche des zweiten Lichtleiters
Prismaoberflächen mit geeigneten Winkeln, so daß Brechungen der
Beleuchtung, welche von dem ersten Lichtleiter zu dem
zweiten Lichtleiter gekoppelt werden, genau in den zweiten
Lichtleiter gerichtet werden. Im wesentlichen dienen die
Prismaoberflächen dazu, den Beleuchtungsstrahl mit minimaler
Auffächerung zu biegen.
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Ein Hochpaß- oder Schmalbandpaßfilter 527 ist an dem Ausgang
des zweites Lichtleiters 525 angeordnet, und der Ausgang des
Filters 527 ist durch ein Prisma 525 auf eine laminare
Struktur 531 gekoppelt, welche das Stopplichthologramm 111
enthält. Beispielsweise kann die laminare Struktur eine
erste und zweite Wasseropalglasschicht mit der
Hologrammstruktur dazwischen angeordnet enthalten. Die Laminarstruktur
kann in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung, welche in
dem oberen Teil des Rückfensters ausgebildet ist, eingesetzt
werden.
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Fig. 9 zeigt beispielhaft einen Belichtungsaufbau, welcher
verwendet werden kann, um die Stopplichthologrammstruktur
111 gemäß der Erfindung aufzuzeichnen.
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Eine Hologrammaufzeichnungsplatte weist eine holographische
Aufzeichnungsschicht 611 auf und ein transparentes
Trägersubstrat 613 ist in der Öffnung 615 einer Öleinlaufmulde 617
angeordnet, welche mit Indexanpassungsflüssigkeit gefüllt
ist. Beispielsweise enthält die holographische
Aufzeichnungsschicht dichromatische Gelatine oder eine
Photopolymerverbindung. Eine Seite der Öffnung enthält eine Fläche 619a
eines keilförmigen Prismas 619 und die Aufzeichnungsschicht
ist parallel zu dieser Prismafläche angeordnet. Das
Keilprisma 619 weist eine Fläche 619b auf, welche einen
spitzen Winkel relativ zu der Fläche 619a bildet. Die
Ölmulde 617 weist auch eine außenseitige Oberfläche 417a auf,
welche parallel zu der Keilprismafläche 619a ist, welche
eine Seite der Ölmuldenöffnung 615 bildet. Der
Belichtungsaufbau weist weiterhin eine linsenförmige Linsenanordnung
623 auf, welche parallel zu der Ölmuldenoberfläche 617a ist
und von dieser durch einen Luftspalt getrennt ist.
Beispielsweise enthält die linsenförmige Linsenanordnung 623
eine positive plankonkave zylindrische Linsenanordnung 623a,
welche laminiert ist mit einer negativen plankonkaven
zylindrischen Linsenanordnung 623b mit ihren Längsachsen 90º
zueinander. Die plankonkave zylindrische Linsenanordnung 623a
dient zur Streuung von Licht in der senkrechten Richtung,
während die plankonkave zylindrische Linsenanordnung zur
Streuung von Licht in der horizontalen Richtung dient.
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Es sollte erwähnt sein, daß andere Anordnungen von
zylindrischen Linsenanordnungen mit orthogonal orientierten
Längsachsen für die linsenförmigen Linsenanordnung 623 verwendet
werden können. Beispielsweise können beide zylindrischen
Linsenanordnungen positiv oder beide können negativ sein.
Auch können die zylindrischen Linsenanordnungen durch einen
Luftspalt getrennt sein, wobei geeignete
Antireflexionsbeschichtungen verwendet werden.
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Entsprechende gebündelte Strahlen werden zur Erzeugung eines
Referenzstrahls RB und eines objektstrahls OB verwendet.
Vorzugsweise werden diese Strahlen von der gleichen
Laserquelle erzeugt, deren Ausgabe mittels eines
Strahlaufspalters aufspalten wird. Die Strahlaufspalterausgänge werden
durch entsprechende divergierende Optiken, wie
beispielsweise eine Objektivlinse und ein Nadelloch (pinhole)
Diaphragma, divergent gemacht. Die entsprechenden
divergierenden Strahlen werden dann mittels entsprechender bündelnder
optischer Elemente gebündelt.
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Der gebündelte Strahl für den Referenzstrahl wird zu dem
Aufzeichnungsmedium über die Prismafläche 619b mit einem
Winkel gekoppelt, welcher geeignet für die beabsichtigte
Hintergrundgeometrie ist, welcher üblicherweise gemessen
relativ zu der Normalen groß sein wird.
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Der gebündelte Strahl für den Objektstrahl wird auf eine
linsenförmige Linsenanordnung 621 mit einem Winkel
gerichtet, welcher auf der erforderlichen Bündelung der gebeugten
Hintergrundbeleuchtung basiert, mit geeigneter
Berücksichtigung für die Winkelorientierung des Rückfensters, auf
welchem das Hologramm montiert sein wird.
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Fig. 10 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines weiteren
Belichtungsaufbaus zum Aufzeichnen eines
Transmissionsvolumenhologramms der Hologrammstruktur 111, wobei der
Hologrammaufzeichnungsfilm die gleiche Orientierung wie die
installierte Orientierung des resultierenden Volumenhologramms
gemäß Fig. 1 hat. Ein Hologrammaufzeichnungsfilm 711,
beispielsweise dichromatische Gelatine, welcher von einem
Glassubstrat 712 getragen wird, wird mit einem Objektstrahl OB
und einem Referenzstrahl RB belichtet, welche zu dem Film
711 mittels eines Films 713 gekoppelt sind. Die
Einfallswinkel des Referenzstrahls und des Objektstrahls auf dem
Hologrammaufzeichnungsfilm werden definiert durch die gewünschte
Hintergrundgeometrie und die Beziehung zwischen den
Aufzeichnungswellenlängen und den Hintergrundwellenlängen.
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Der Objektstrahl und der Referenzstrahl stammen vorzugsweise
von der gleichen Laserquelle 712, dessen Ausgang durch einen
Strahlaufspalter 715 aufgespalten wird, um entsprechende
Laserausgaben zu erzeugen, wobei der Objektstrahl mit einer
divergierenden Optik 717, beispielsweise eine
Mikroskopobjektivlinse und ein Nadellochdiaphragma, divergent gemacht
ist. Die divergierende Beleuchtung, welche von der
divergierenden Optik 717 geliefert wird, geht durch eine Iris 719 zu
einem Diffusionsschirm 721, welcher auf seiner Ausgabeseite
eine Maske 723 aufweist. Die Ausgabe von der Maske des
Diffusionsschirms 721 wird durch eine Linse 725 fokussiert,
dessen Ausgabe auf ein Prisma 713 gerichtet ist.
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Die Laserausgabe für den Referenzstrahl RB wird mittels
einer divergierenden Optik 727, beispielsweise eine
Mikroskopobjektivlinse und ein Nadellochdiaphragma, divergent
gemacht. Die divergierende Beleuchtung, welche von der
divergierenden Optik geliefert wird, geht durch eine Iris 729 zu
einer Kollmatorlinse 731, dessen Ausgabe auf das Prisma 713
gerichtet ist. Die Holgrammstruktur 111 kann auch ein
Regenbogenhologramm aufweisen, das ein Realbild schwimmend hinter
dem Rückfenster schafft und durch den Fahrer eines
nachfolgenden Autos sichtbar ist. Das Regenbogenhologramm beugt
einfallendes Licht von irgendeiner Wellenlänge in einen
vertikalen, sehr engen horizontal breit fokussierten "Schlitz",
welcher an der Augenschachtel angeordnet ist. Mit einer
Breitbandquelle wie beispielsweise einer Glühlampe und ohne
einen bandbegrenzenden Filter erzeugt deshalb jede
Wellenlänge eine Schlitzaustrittspupille, welche in einer
verschiedenen Höhe zu derjenigen der anderen Wellenlänge
angeordnet ist. Das Regenbogenhologramm ist so ausgelegt, daß
der Bereich der Wellenlängen, welche für Stopplichter
akzeptabel sind, über den erforderlichen vertikalen Winkel
gesehen werden kann. Die Schlitzaustrittspupillenposition ist so
angeordnet, daß sie in der wahrscheinlichsten Position für
den Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeuges angeordnet ist.
Das Bild würde allmählich bei Verschiebung vor oder hinter
solch eine Position verschwimmen, weil der Beobachter nicht
länger durch eine enge Schlitzaustrittspupille für jede
Farbe schauen wird.
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Um die Erfordernisse für die Stopplichtfarbe zu erfüllen,
kann ein Hochpaßfilter 116, wie vorstehend beschrieben in
bezug auf die Nichtregenbogenhologramme verwendet werden.
Jedoch sorgt das Regenbogenhologramm für ein Bild von
gewünschter Schärfe, welches weg von der Ebene des Hologramms
angeordnet ist.
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Fig. 11 zeigt einen Belichtungsaufbau zum Erzeugen eines
Regenbogenhologramms für die Hologrammstruktur 111. Ein
gebündelter Strahl, beispielsweise von einem Laser geht durch
einen räumlichen Filter 811 zu einer Fokussierungslinse 813.
Die Ausgabe der Fokussierungslinse 813 fällt auf einen
Hochverstärkungsschirm 815. Die Ausgabe des
Hochverstärkungsschirms 815 ist mit einer Maske 817 maskiert, welche eine
darin ausgebildete Schlitzöffnung hat. Die beleuchtete
Schlitzmaske wird durch eine Linse 819 abgebildet um ein
Realbild 835 in einer Ebene F zu erzeugen. Die Ausgabe der
Linse 819 geht durch eine Maske 821 und eine Bildplatte 821,
welche beispielsweise transparent mit einem Stopplichtbild
sein kann, welches in das Hologramm aufgezeichnet werden
soll. Die Bildausgabe der Bildplatte geht durch ein
Glassubstrat 825, welches eine Aufzeichnungsmediumschicht 827,
beispielsweise dichromatische Gelatine, trägt.
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Die Aufzeichnungsmediumsschicht 827 ist parallel zu einer
Fläche eines Blockprismas 829 angeordnet und ist davon
mittels Brechungsindexanpassungsöl getrennt, beispielsweise in
einer Ölmulde wie vorstehend in bezug auf den
Belichtungsaufbau nach Fig. 9 beschrieben. Der Referenzstrahl wird zu
dem Aufzeichnungsmedium über eine Fläche des Blockprismas
gekoppelt, welches so ausgebildet ist, daß der
Referenzstrahl auf das Aufzeichnungsmedium mit einem Winkel
einfällt, welcher sich durch den gewünschten Hintergrundwinkel
bestimmt.
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Der Referenzstrahl wird gebildet, indem ein gebündelter
Strahl durch ein räumliches Filter 831 geht, dessen Ausgang
mittels einer Kollimatorlinse 833 gebündelt wird.
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Vorstehend ist ein holographisches Stopplichtsystem
beschrieben worden, daß vorteilhafterweise eine
Hintergrundbeleuchtung benutzt, welche mittels eines Prismas in das
Rückfenster eines Fahrzeuges zur Fortschreitung mittels innerer
Reflexion gekoppelt wird, welches die räumlichen
Begrenzungen,
die von einer projizierten Beleuchtung herrühren,
vermeidet und auch eine größere Menge an Hintergrundbeleuchtung
als die Kantensysteme gestattet. Weiterhin ist das
beschriebene holographische Stopplichtsystem weniger empfänglich für
umgebendes Einschalten als ein projiziertes
Hintergrundsystem.
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Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf spezifische
Ausführungsbeispiele der Erfindung. Für den Fachmann sind
verschiedene Änderungen der Erfindung, wie sie durch die
Ansprüche definiert ist denkbar.